高寒陰濕區隴薯6號脫毒原種肥密配套模式研究

黃偉 齊恩芳 賈小霞 謝奎忠 楊棪

摘要：為探討高寒陰濕區栽培隴薯6號脫毒原種的最佳氮磷肥用量及密度，為推廣和應用該品種提供理論依據。利用二次通用旋轉組合試驗設計，構建了氮肥（X1）、磷肥（X2）和栽培密度（X3）三因素與隴薯6號脫毒原種產量（Y）之間的回歸模型：Y=38.139+2.519X1-3.662X12-1.719X22-1.719X32。對模型解析尋優的結果表明，高寒陰濕區隴薯6號脫毒原種塊莖產量大于33 t/hm2的最優栽培方案為：施N 168.22～204.87 kg/hm2、P2O5 104.98～165.02 kg/hm2，密度為47 497～57 503株/hm2。

關鍵詞：高寒陰濕區；隴薯6號；脫毒原種；施肥；栽培密度；配套模式

中圖分類號：S532；S147.2? ? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：2097-2172（2023）08-0758-05

doi：10.3969/j.issn.2097-2172.2023.08.015

Study onthe Complementary Mode of Fertilizers and Cultivation

Density for Longshu 6 Original Seed in Alpine Humid Region

HUANG Wei 1， QI Enfang 1， JIA Xiaoxia 1， XIE Kuizhong 1， YANG Yan 2

（1. Potato Research Institute， Gansu Academy of Agricultral Sciences， Lanzhou Gansu 730070， China;

2. Lanzhou City College， Lanzhou Gansu 730070， China）

Abstract： In order to explore the optimal rate of nitrogen and phosphorus fertilizers and density for the cultivation of Longshu 6 virus-free original seed in alpine humid region， a regression model was constructed using a quadratic universal rotation combination experimental design to investigate the relationship between nitrogen fertilizer（X1）， phosphorus fertilizer（X2）， and cultivation density （X3） and the yield（Y） of Longshu 6 virus-free original seed. A mathematic model， Y= 38.139 + 2.519 X1 - 3.662 X12 - 1.719 X22 - 1.719 X32 was obtained， result of the model optimization showed that cultivation mode for yield of Longshu 6 to be more than 33 t/ha in alpine humid regionwas pure N at 168.22 to 204.87 kg/ha， P2O5 at 104.98 to 165.02 kg/ha and density at 47 497 to 57 503 plant/ha.

Key words： Alpine humid region; Longshu 6;Virus-free original seed; Fertilization; Cultivation density; Complementary mode

收稿日期：2023 - 07 - 12

基金項目：國家自然科學基金（32260480）；甘肅省農業科學院重點研發計劃（2022GAAS36、2023GAAS20）。

作者簡介：黃? ?偉（1978 — ），男，甘肅秦安人，助理研究員，主要從事馬鈴薯種質資源與遺傳育種研究工作。Email： 87921692@qq.com。。

通信作者：謝奎忠（1979 — ），男，甘肅甘谷人，研究員，博士，主要從事馬鈴薯生理生態與栽培技術研究工作。Email：xiekz@yahoo.com.cn。

甘肅省是全國馬鈴薯脫毒種薯繁育主要基地，其產量既受品種特性控制，也受栽培條件的影? ? 響［1 - 2 ］，其中栽培環境、密度和施肥量是影響種薯產量的主要栽培因子［3 - 9 ］。隴薯6號是甘肅省農業科學院馬鈴薯研究所選育的淀粉及全粉加工型馬鈴薯新品種，高抗晚疫病，較抗花葉、卷葉病毒病，增產潛力大。目前在甘肅省高寒陰濕區繁育隴薯6號脫毒原種的主要栽培因素還不明確，為探索該區域種植隴薯6號脫毒原種影響產量的肥料施用量及適宜的栽培密度，制定其配套高效栽培模式，為推廣和應用該品種提供理論依據。

1? ?材料與方法

1.1? ?試驗區概況

試驗于2022年設在渭源縣會川鎮楊斜坡村（北緯35° 2′ 540″、東經104° 3′ 361″）進行，該區域海拔2 387 m，屬溫帶季風氣候南溫帶半濕潤區，年平均氣溫5.3 ℃，年降水量約500 mm，無霜期年平均140 d。試驗地為臺地，土壤類型為黑麻土屬。耕層（20 cm）土壤含有機質49.59 g/kg、堿解氮182.00 mg/kg、有效磷28.99 mg/kg、速效鉀110.0 mg/kg、全氮2.42 g/kg、全磷0.51 g/kg、全鉀20.15 g/kg，pH 7.70。

1.2? ?供試品種

供試馬鈴薯品種為隴薯6號脫毒原種，由甘肅省農業科學院馬鈴薯研究所提供。該品種為中晚熟鮮食品種，田間表現抗退化能力強，抗晚疫病。

1.3? ?試驗方法

采用三因子二次通用旋轉組合試驗設計。三因素分別為：氮肥用量（X₁）、磷肥用量（X₂）、栽培密度（X₃）。試驗因子水平編碼見表1。試驗共設20個處理組合，隨機區組排列，3次重復，小區面積20 m²。播種前結合整地一次性施入充分腐熟的羊糞30000 kg/hm²，根據試驗設計施入N、P₂O₅作為基肥，整個生育期不追肥。播種日期為4月27日。田間管理同當地常規大田。

1.4? ?測定項目

1.4.1? ? 土壤養分測定? ? 播種前施入底肥后，試驗地0～20 cm耕作層混合底肥土樣取樣，檢測土壤各養分含量指標。

1.4.2? ? 收獲計產? ? 馬鈴薯成熟后分小區收獲計產。

1.5? ?數據處理

采用DPS 15.0軟件進行試驗設計和數據統計分析，用Microsoft Excel 365 軟件完成數據整理和圖表繪制。

2? ?結果與分析

2.1? ?回歸方程的建立

按照三元二次通用旋轉試驗設計原理，采用試驗各處理考種后塊莖產量的平均值（表1），通過DPS軟件構建了塊莖產量（Y）與三因素氮肥（X₁）、磷肥（X₂）和栽培密度（X₃）之間的回歸方程：

Y=38.139+2.519X₁+0.125X₂+0.236X₃-3.662X₁^2-

1.719X₂²-1.719X₃²-0.297X1X2+0.702X₁X₃-1.733X₂X₃

2.2? ?回歸方程的顯著性檢驗

為了驗證模型方程的有效性，進行顯著性F 檢驗，方差分析結果見表2。對失擬性進行檢驗顯示，F₁不顯著（F₁=0.633 ＜ F_0.05=0.67986），說明本試驗模型適合，回歸方程擬合很好。對回歸方程檢驗顯示，F₂顯著（F₂=4.520 ＞ F0.05=0.016 49），說明此方程有效，能反映產量與三因素間的關系，可以對回歸方程做進一步優化分析。經α=0.10顯著水平檢驗簡化回歸方程為：

Y=38.139+2.519X₁-3.662X₁²-1.719X₂²-1.719X₃²

2.3? ?回歸方程的解析

2.3.1? ? 單因素效應分析? ? 將回歸方程其他2個變量降維處理為0水平時，可知其中1個單因素與產量的一元偏回歸方程。

氮肥與產量：Y= 38.139 + 2.519 X₁- 3.662 X₁²

磷肥與產量：Y= 38.139 - 1.719 X₂²

密度與產量：Y= 38.139 - 1.719 X₃²

由圖1可以看出，在當磷肥和栽培密度2個因子的水平在-1.682～0范圍變化時，馬鈴薯塊莖產量逐漸升高；在0～1.682水平下，塊莖產量呈下降趨勢。當施氮量水平在-1.682～0.5水平變化時，馬鈴薯塊莖產量為增加趨勢；在0.5～1.682水平變化時，馬鈴薯塊莖產量為下降趨勢。

2.3.2? ? 2個因素的互作效應? ? 雙因素具有互作效應。將任意1個因子降維至0水平，可得產量（Y）與另2個因子間的交互作用。

氮肥與磷肥間的互作效應：設置栽培密度（X3）為0時，獲得產量（Y）關于氮肥（X₁）與磷肥（X₂）互作效應的回歸模型方程為Y=38.139+2.519X₁-

3.662X₁²-1.719X₂²。

氮肥和磷肥對產量的互作效應值（圖2）表明，當因子水平在-1.68≤X≤1.68范圍時，馬鈴薯塊莖產量隨氮肥和磷肥施用量的增加而增加，氮肥為0水平，磷肥為0.5水平時馬鈴薯塊莖產量最高；之后氮肥和磷肥施用量的增加則對馬鈴薯塊莖產量產生負效應。說明充足的氮磷肥能提高產量，但過量則會影響產量提升，在隴薯6號脫毒原種栽培中應注重合理施用。

氮肥施用量和栽培密度間的互作效應：將磷肥（X2）固定在0水平時，構建的產量（Y）關于氮肥（X1）與栽培密度（X3）兩個因素相互作用的方程為Y=38.139+2.519X₁-3.662X₁²-1.719X₃²。

氮肥和栽培密度對產量的互作效應值（圖3）表明，當因子水平在-1.68≤X≤1.68范圍時，馬鈴薯塊莖產量隨氮肥用量和栽培密度的增加而增加，氮肥用量為0水平、栽培密度為0.5水平時馬鈴薯塊莖產量最高；之后氮肥用量和栽培密度的增加會對馬鈴薯塊莖產量產生負效應。說明在氮肥施入不足的情況下，栽培密度增加會抑制群體光合作用，從而造成減產；但栽培密度較高時，有效增施氮肥則會提高產量。在高寒陰濕區栽培隴薯6號脫毒原種，應考慮氮肥與栽培密度的互作效應對產量的影響。

磷肥與栽培密度的互作效應：將氮肥（X₁）固定在0水平時，可得產量（Y）關于磷肥（X₂）與栽培密度（X₃）的互作效應回歸模型方程為Y=38.139- 1.719X₂²- 1.719X₃²。

磷肥和栽培密度對產量的互作效應值（圖4）表明，當因子水平在-1.68≤X≤1.68范圍時，馬鈴薯塊莖產量隨磷用量肥和栽培密度的增加而增加，雙因子都為0水平時馬鈴薯塊莖產量最高，之后產量隨磷肥用量和栽培密度增加而降低。說明磷肥施入量較少時，栽培密度的增加會限制根系生長發育，從而造成馬鈴薯塊莖產量的降低。在當磷肥水平足夠的情況下，適當增加栽培密度也可以提高馬鈴薯塊莖產量。栽培隴薯6號脫毒原種，應注意磷肥與栽培密度互作效應對馬鈴薯塊莖產量的影響。

2.4? ?最佳模型方案

經DPS軟件產量頻次數模擬的結果（表3）表明，三因子水平均為0時，隴薯6號脫毒原種的塊莖產量最高，為38.14 t/hm2， 對應的組合方案為施N 150 kg/hm2、P2O5 135 kg/hm2，栽培密度52 500株/hm2。

以隴薯6號脫毒原種產量大于33 t/hm2為目標的優化栽培方案為：施N 168.22～204.87 kg/hm2、P2O5 104.98～165.02 kg/hm2，栽培密度47 497～? 57 503株/hm2。在甘肅省高寒陰濕區中等肥力馬鈴薯產區，以此方案種植隴薯6號脫毒原種，有95%的可能塊莖產量高于33 t/hm2。

3? ?討論與結論

馬鈴薯生長對養分的吸收因品種、管理水平、栽培條件等有所差異［3 - 5 ］。杜宏輝等［2 ］研究表明，在渭源縣繁育晚熟馬鈴薯品種隴薯 7 號和中熟馬鈴薯品種克新1號原原種，種植密度均為90 000 株/hm2時，馬鈴薯塊莖產量均達到了最大值；而種植密度為 150 000 株/hm2時小薯數量則最多。所以在種薯繁育時，應根據馬鈴薯品種的生育期長短選擇不同的栽培密度，以提高塊莖產量和小薯數量。科學合理施肥可提高肥料利用率，增加產量和經濟效益，而過量施肥和施肥比例不合理會降低肥料利用率［3， 6 ］。頡煒清等［3 ］研究表明，在天水旱作區栽培馬鈴薯，當氮肥施用量為中氮水平（180 kg/hm2）時，馬鈴薯產量隨施磷量增加而增加，中磷較低磷分別增產2 498.7、1 009.5 kg/hm2，說明在中氮、中磷水平有利于肥效的發揮，馬鈴薯產量最高。

制定不同馬鈴薯品種、不同地塊和生產目標下的適宜的推薦施肥量，可為生產上高效栽培提供參考依據。本試驗結果表明，在甘肅省高寒陰濕區肥力中等的馬鈴薯產區，隴薯6號脫毒原種最優化的栽培方案為：施N 168.22～204.87 kg/hm²、P2O5 104.98～165.02 kg/hm²，栽培密度為47 497～57 503株/hm2。建議在甘肅馬鈴薯主產區種植隴薯6號脫毒原種時以氮肥施用為主并合理施用，其次考慮栽培密度及磷肥供給，以保證馬鈴薯產量的提升。

參考文獻：

［1］ 王林安，藺海明，王一鳴.? 甘肅省高寒陰濕區農業可持續發展戰略之思考［J］.? 甘肅農業科技，1999（3）：2-4.

［2］ 杜宏輝，賈學剛.? 高寒陰濕區原原種大小與種植密度對馬鈴薯種薯生產的影響［J］.? 中國農技推廣，2023，

39（3）：50-53.

［3］ 頡煒清，郭華春，方彥杰，等.? 天水旱作區馬鈴薯氮磷鉀效應模型構建及其施肥指標研究［J］.? 核農學報，2023，37（8）：1668-1680.

［4］ 段? ?玉，張? ?君，張三粉，等.? 內蒙古馬鈴薯施肥效應特征參數與施肥推薦［J］.? 中國馬鈴薯，2019，33（2）：89-100.

［5］ 李? ?瑞，樊明壽，鄭海春，等.? 基于產量水平的內蒙古陰山地區馬鈴薯施肥評價［J］.? 中國土壤與肥料，2020（6）：181-188.

［6］ 楊云馬，楊軍芳，賈良良.? 河北二季作春播馬鈴薯養分吸收規律及肥料適宜用量［J］.? 作物雜志，2020（6）：170-174.

［7］ 閆? ?湘，金繼運，梁鳴早.? 我國主要糧食作物化肥增產效應與肥料利用效率［J］.? 土壤， 2017，49（6）：1067-1077.

［8］ 劉明霞.? 施肥及密度對超高淀粉馬鈴薯產量和品質的影響［D］.? 蘭州：甘肅農業大學，2011.

［9］ 謝奎忠，楊? ?棪，張? ?民，等.? 氮磷鉀肥施用量對莊薯3號維生素C含量的影響［J］.? 農業系統科學與綜合研究，2011，27（2）：192-196.